面向对象程序设计（Java）课程设计

ACCELERATOR_LLC

206人浏览 · 2026-06-26 19:09:32

ACCELERATOR_LLC · 2026-06-26 19:09:32 发布

面向对象程序设计（Java）课程设计

2026年06月26日

一、项目简介

功能描述： 本项目使用Java Socket网络编程实现了一个简易的多线程HTTP服务器，支持GET、POST和HEAD三种HTTP请求方法，能够根据浏览器指定的URL返回服务器上相应的网页文件，并实现了日志记录和安全防护功能。

有无参考他人代码： 参考了HTTP协议相关资料及Java Socket编程示例，核心代码均为自主编写。

参考git地址或博客地址：

http://blog.csdn.net/earbao/article/details/16354881
http://zsxxsz.iteye.com/blog/568250
http://www.cnblogs.com/zhijianliutang/archive/2012/09/23/2698860.html

二、功能架构图

三、个人任务简述

本人主要负责HTTP服务器的核心协议处理模块，包括HTTP请求的解析、HTTP响应的构建、服务器主框架的设计与实现以及日志工具类的开发。

1. 完成的任务与功能：

序号	完成功能与任务	描述
1	HTTP请求解析模块	使用BufferedInputStream实现HttpRequest类，逐字节扫描\r\n\r\n标记，准确解析请求行、请求头和请求体，支持URL解码
2	HTTP响应构建模块	实现HttpResponse类，使用工厂模式提供6种状态码的创建方法，自动添加Server、Date等标准响应头
3	服务器主框架设计	实现HttpServer类，使用ServerSocket监听端口，ExecutorService线程池管理并发连接
4	协议处理逻辑	实现HTTP/1.1协议处理，支持GET、POST、HEAD三种方法，使用switch-case分发请求
5	日志工具类	实现Logger类，支持INFO、ERROR、WARN三种日志级别和访问日志记录

四、本人负责功能详解

1. *HTTP请求解析模块

简述： HTTP请求解析模块负责将客户端发送的原始HTTP请求字节流解析为结构化的请求对象。采用BufferedInputStream逐字节读取，检测\r\n\r\n标记头部结束，避免BufferedReader缓冲区干扰POST数据读取的问题。

难点与解决方法：

难点：BufferedReader内部缓冲区会干扰POST数据读取，导致请求超时
解决：改用BufferedInputStream + ByteArrayOutputStream，逐字节扫描头部结束标记

public static HttpRequest parse(InputStream inputStream) {
    BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(inputStream);
    ByteArrayOutputStream headerBuffer = new ByteArrayOutputStream();
    int prev = 0, curr;
    boolean headerEnd = false;
    while ((curr = bis.read()) != -1) {
        headerBuffer.write(curr);
        if (prev == '\r' && curr == '\n') {
            byte[] buf = headerBuffer.toByteArray();
            int len = buf.length;
            if (len >= 4 && buf[len-4] == '\r' && buf[len-3] == '\n'
                        && buf[len-2] == '\r' && buf[len-1] == '\n') {
                headerEnd = true;
                break;
            }
        }
        prev = curr;
    }
    // 解析请求行和请求头...
}

2. *HTTP响应构建模块

简述： HTTP响应构建模块使用工厂模式，为每种HTTP状态码提供静态创建方法。支持200 OK、400 Bad Request、403 Forbidden、404 Not Found、405 Method Not Allowed、500 Internal Server Error六种状态码。

难点与解决方法：

难点：需要支持多种状态码，每种有不同的响应体
解决：采用工厂模式，每种状态码对应一个静态create方法

public static HttpResponse createOk(String contentType, byte[] body) {
    HttpResponse response = new HttpResponse();
    response.statusCode = 200;
    response.statusMessage = "OK";
    response.headers.put("Content-Type", contentType);
    response.headers.put("Content-Length", String.valueOf(body.length));
    response.body = body;
    return response;
}

public static HttpResponse createNotFound() {
    HttpResponse response = new HttpResponse();
    response.statusCode = 404;
    response.statusMessage = "Not Found";
    String body = "<html><body><h1>404 Not Found</h1></body></html>";
    response.headers.put("Content-Type", "text/html; charset=UTF-8");
    response.body = body.getBytes();
    return response;
}

3. *服务器主框架设计

简述： 服务器主框架是系统的入口和控制中心，使用ServerSocket监听端口，ExecutorService线程池管理并发连接，支持命令行参数指定端口号。

难点与解决方法：

难点：需要支持多个客户端同时连接
解决：使用FixedThreadPool线程池，大小为10，为每个连接提交独立任务

public void start() {
    try {
        serverSocket = new ServerSocket(port);
        running = true;
        Logger.info("简易HTTP服务器启动成功");
        Logger.info("监听端口: " + port);
        while (running) {
            Socket clientSocket = serverSocket.accept();
            threadPool.submit(new ClientHandler(clientSocket));
        }
    } catch (IOException e) {
        Logger.error("服务器异常: " + e.getMessage());
    }
}

4. 日志工具类

简述： 实现Logger日志工具类，支持INFO、ERROR、WARN三种日志级别和访问日志记录，所有日志带时间戳，便于调试和监控。

public class Logger {
    private static final DateTimeFormatter FORMATTER =
        DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    public static void info(String message) {
        System.out.println("[" + LocalDateTime.now().format(FORMATTER)
            + "] [INFO] " + message);
    }

    public static void access(String clientIp, String method,
                              String url, int statusCode) {
        System.out.println("[" + LocalDateTime.now().format(FORMATTER)
            + "] " + clientIp + " " + method + " " + url + " " + statusCode);
    }
}

五、课程设计感想

在本次课程设计中，我深入学习了HTTP协议和Java Socket网络编程，遇到了不少困难，也收获了很多经验。

遇到的困难及解决过程：

POST请求超时问题：最初使用BufferedReader读取HTTP请求，发现curl发送的POST请求会超时。经过调试发现是BufferedReader的内部缓冲区在读取请求头时已经消费了部分POST body字节，导致后续读取阻塞。最终改用BufferedInputStream逐字节读取，精确控制字节位置，解决了这个问题。
URL编码问题：浏览器发送的URL可能包含编码字符（如中文），需要正确解码。使用URLDecoder.decode()方法解决了这个问题。
多线程资源管理：在多线程环境下，需要确保每个线程正确释放资源。通过使用try-finally语句和适当的异常处理，解决了资源泄漏问题。

收获与体会：

通过本次课程设计，我不仅掌握了HTTP服务器的基本原理和实现方法，还提高了面向对象设计能力。深刻体会到了模块化设计的重要性，合理的模块划分使得代码更易于维护和扩展。同时，也认识到了网络编程中细节处理的重要性，一个小小的缓冲区问题就可能导致整个功能失效。